İspanyol araştırmacılardan oluşan bir ekip, karanlıkta parlayan ve virüsle enfekte olduğunda renk değiştiren bitkiler geliştirdi; bu teknoloji, sıradan fotoğraf makineleriyle tarım zararlılarını ve hastalıkları erken tespit etmeyi sağlayacak.
İspanyol araştırmacıların geliştirdiği bir teknoloji, karanlıkta parlayan ve virüsle enfekte olduklarında renk değiştiren bitkiler sayesinde ekinlerdeki zararlı ve hastalıkları erken tespit etmeyi mümkün kılacak.
REKLAM
REKLAM
CSIC’e bağlı ve Valensiya Politeknik Üniversitesi (UPV) ile ilişkili Bitki Moleküler ve Hücresel Biyoloji Enstitüsü (IBMCP) tarafından yürütülen araştırma, biyolojik bir enfeksiyon tespit sistemi geliştirdi. Çalışma "Nature Communications" dergisinde yayımlandı ve tarım ürünlerindeki hastalıkları tanımlamak için yeni bir yol açıyor.
Sağlık durumuna göre farklı ışık sinyalleri yaymak
Mantarların biyolüminesansından ilham alan araştırma ekibi, bitkilerin sağlık durumlarına göre farklı ışık sinyalleri yaymasına olanak tanıyan bir sistem geliştirdi. Işıktaki değişim, gözle görülür belirtiler ortaya çıkmadan önce virüslerin varlığını açığa çıkarıyor ve sıradan kameralarla tespit edilebiliyor.
Sistem, bitkilerde doğal olarak bulunan bir bileşik olan kafeik asidi değiştiren dört enzim kullanarak, oksitlendiğinde sürekli yeşil ışık yayan bir molekül üretiyor. Bu reaksiyon, bitkilerin kendi sağlık durumlarının ışıklı sensörlerine dönüşmesini sağlıyor.
Mantar biyolüminesans genlerini taşıyan transgenik bitkiler
Ekip sistemi, transgenik bitkilerde, araştırmalarda yaygın olarak kullanılan ve tütünle akraba bir tür olan "Nicotiana benthamiana"da denedi. Bunun için, değiştirilmiş virüsler aracılığıyla mantar biyolüminesans genlerini bitkilere aktardılar; böylece enfeksiyonun seyri ve etkilenen bölgeler görsel olarak izlenebildi.
Ardından araştırmacılar, bitkinin yaydığı ışığın rengindeki değişim yoluyla potyvirüs enfeksiyonunu tespit edebilen bir gözcü sistem geliştirdi. Virüs bulunmadığında bitkiler sabit sarı bir sinyal yayıyor; enfekte olduklarında ise, patojene ait bir enzim, uygun fiyatlı cihazlarla görülebilen bir renk değişimini tetikliyor ve bu da erken tespiti kolaylaştırıyor.
Bitki hastalıklarını teşhis etmek için kullanılan PCR veya ELISA gibi geleneksel yöntemler, virüslerin genetik materyalini ya da proteinlerini saptamada yüksek hassasiyet sunuyor. Ancak bu tekniklerin uygulanması zaman alıyor, özel ekipman ve laboratuvarlarda uzman personel gerektiriyor.
İlk salgınları haber verebilen gözcü bitkiler
Sistem, başlangıçta seralarda ve kontrollü ekim alanlarında viral hastalıkların erken izlenmesi için, ilk salgınlara karşı uyarı verebilen gözcü bitkiler kullanılarak uygulanabilir.
Gelecekte bu teknoloji, bakteri ve mantarlar gibi diğer patojenlere de uyarlanarak, iklim değişikliğiyle bağlantılı yeni tarımsal tehditlerin yayılmasına karşı kilit bir araç haline gelebilir.
Projeye, bu erken tespit teknolojisinin geliştirilmesine katkıda bulunan Margarita Salas Biyolojik Araştırmalar Merkezi (CIB-CSIC), Valensiya Üniversitesi Merkez Tıp Araştırma Birimi ve Londra’daki MRC Tıbbi Bilimler Laboratuvarı da katılıyor.